МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКОЕ ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
ДОНЕЦКОЕ ТЕРРИТОРИАЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ВСЕУКРАИНСКОЙ МАЛОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Секция астрономии
Наблюдения невооруженным глазом и с помощью бинокля ярких комет конца 20-го века.
Исполнитель: ЛИТВИНОВА ДАРЬЯ АЛЕКСЕЕВНА
Руководитель: Лектор Донецкого планетария
Инженер Донецкого физико-технического
института НАН Украины
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
1. Вступление 3
2. Теория 5
3. Цель работы 15
4. Наблюдения кометы 16
5. Выводы 19
6. Приложения 22-28
7. Список использованной литературы 29
1. ВСТУПЛЕНИЕ
Наверное, самые экзотические объекты Солнечной системы – это кометы. С древних времен космические путешественницы вызывали самые оживленные толки среди ученых и обычных людей. Неожиданное появление кометы на небе, как правило, считалось преддверием какого-то ужасного события…
На сегодняшний день природа комет еще до конца не разгадана. Каждый год астрономы открывают до нескольких десятков новых комет. Уже определены орбиты более 600 подобных тел. Среди них более 200 обращаются по эллипсу и, следовательно, время от времени возвращаются к Солнцу. Такие кометы называются короткопериодическими. Примером может служить известная комета Галлея – с завидным постоянством, каждые 75 лет, она с упорством возвращается к Солнцу.
Около 400 комет, т. е. большинство известных, имеют сильно вытянутые орбиты. Периоды их обращения достигают нескольких тысяч лет. Для того чтобы объяснить неожиданное появление на небе этих комет, в 40-х гг. ХХ в. известный голландский астроном Ян Оорт развил предположение другого астронома эстонца Эрнста Эпика о существовании кометных облаков. По теории Оорта, на расстоянии около 150 а. е. от Солнца должно находиться протяженное облако кометных ядер (протокомет). Под влиянием возмущающего действия (например, ближайших звезд) некоторые тела кометного облака изменяют свою орбиту и входят во внутренние области Солнечной системы. Приблизившись к Солнцу на расстояние менее 10 а. е., они становятся доступными для наблюдений с Земли кометами. Астрономы предполагают, что между планетами-гигантами существуют несколько кометных колец.
Лед, замерзшие газы и пыль, образующие поверхность ядра кометы, при близком подходе кометы к Солнцу (как правило, менее 6 а.е.) начинают испаряться. В результате возникает гигантское газопылевое облако, которое под действием солнечного излучения «сдувается» в направлении от Солнца, растягиваясь на многие и многие километры и отражая солнечный свет. Уже давно установлено, что именно кометы – прародительницы большинства метеорных потоков. Кроме того, они же, по всей вероятности, являются источником постоянного пополнения межпланетных пыли и газа.
Мелкие частицы пыли и молекулы газа заполняют пространство между планетами и вокруг Солнечной системы. Хотя плотность газопылевого вещества чрезвычайно мала (несколько пылинок или молекул на кубический метр), все же с поверхности Земли удается наблюдать сгущения таких частиц – например, в виде зодиакального света, т.к. каждая частица рассеивает солнечные лучи.
В физике малых тел Солнечной системы в настоящее время происходит подлинная революция. Это связано с новыми космическими программами, которые проводит мировое сообщество по изучению Солнечной системы. В ближайшие десятилетия с бортов космических аппаратов будут непосредственно изучаться свойства астероидов и комет. Возможно, это поможет решить проблему происхождения комет и постоянного пополнения метеорного вещества в Солнечной системе.
2. ТЕОРИЯ
2.1. «Хвостатые звезды»
«Она навела столь великий ужас, что иные умерли от страха, а другие захворали…» – так писали в 1528 г. о «хвостатой звезде», сияющей на небе. С незапамятных времен комет боялись – их появление было столь внезапным и загадочным, а вид так необычен, что суеверные люди считали эти небесные тела предвестниками всякого рода несчастий: голода, стихийных бедствий, эпидемий, войн… Иногда, правда очень редко, такие события действительно совпадали с появлениями «хвостатых звезд», что запоминалось надолго и лишь укрепляло веру в зловредное действие комет.
Ученые, не подверженные подобным суевериям, длительное время считали, что кометы – это «что-то», порожденное испарениями в атмосфере Земли (как облака, к примеру). Однако такие взгляды были поколеблены под влиянием наблюдений датского астронома Тихо Браге – он, а за ним и другие ученые выяснили, что кометы находятся далеко за пределами земной атмосферы. Они движутся в пространстве примерно на таком же расстоянии от Земли, как и другие планеты.
В 1682 г. английский астроном Эдмунд Галлей, вычислив орбиты трех комет, сиявших на небе в 1531, 1607 и 1682 гг., с удивлением сделал вывод, что на самом деле наблюдения относились… к одной комете, которая обращается вокруг Солнца с периодичностью 75-76 лет по очень вытянутому эллипсу. Галлей рискнул предположить, что новое возвращение к Солнцу и к Земле космической гостьи случится в 1758 г.
Предсказание астронома блестяще оправдалось. Так было доказано, что движение комет подчиняется тем же законам, что и движение других небесных тел. После этого комета (ей присвоили имя Галлея) появлялась на небосводе трижды:в 1835, 1910 и 1986 гг. И каждое «чудесное явление» позволяло астрономам применять для ее исследования все более современные средства и способы.
В 1910 г. комету впервые сфотографировали, а в 1986 г. для более близкого знакомства с небесной гостьей были отправлены пять космических станций.
Ученые не только предсказали будущее кометы Галлея, но и отследили по летописям ее прошлые возвращения к Солнцу. Оказалось, что небесную путешественницу наблюдали начиная с 467 г. до н. э. Много сообщений о комете Галлея оставили древние китайские и японские астрономы. Первое наблюдение кометы в Европе относится к 837 году. Зарисовки небесной странницы, сделанные в древности, свидетельствуют, что и в те далекие времена она выглядела так же, как в эпоху Галлея.
Подобные возвращающиеся кометы назвали периодическими. В ХІХ в. уже было известно несколько десятков таких комет, и астрономы подозревали, что на самом деле их значительно больше.
Великий немецкий астроном Иоганн Кеплер утверждал: «Комет так же много, как рыб в океане»…
В настоящее время ученые обнаруживали примерно 200 периодических комет, которые регулярно приближаются к Солнцу. Многие из них входят в так называемые семейства. Например, приблизительно 50 самых короткопериодических комет (их полный оборот вокруг Солнца длится 3-10 лет) образуют семейство Юпитера. Немного малочисленнее семейства Сатурна, Урана и Нептуна (к последнему, в частности, относится знаменитая комета Галлея).
2.2. Комета, пришедшая издалека
Время обращения долгопериодических комет вокруг Солнца – несколько столетий. Астрономам посчастливилось наблюдать одну из них в наше время. Это – красавица комета Хейла-Боппа (рис. 1).
Небесную странницу визуально (т.е. наблюдая глазами, а не фотографируя) открыл американский астроном-любитель Алан Хейл 23 июля 1995 г. В этот же день (с разницей в один час) ее обнаружил астроном Томас Бопп, тоже американец. Ученые немедленно приступили к вычислению орбиты этой кометы и обсуждению ее судьбы. Было установлено, что период обращения кометы Хейла-Боппа вокруг Солнца составляет три тысячи лет. Орбита ее почти перпендикулярна плоскости орбиты Земли. Кроме того, комета удивительно быстро «набирала» светимость и не гасла (как это случалось с некоторыми подобными объектами). Появление таких комет – большая редкость: предыдущее ее прохождение вблизи Земли могли наблюдать, скорее всего, астрономы Древнего Египта и иных древних цивилизаций!
Комета Хейла-Боппа, двигаясь из-под плоскости Галактики, пересекла ее 5 апреля 1996 г. вблизи Юпитера. Возмущения от планеты-гиганта были столь велики, что привели к изменению орбиты кометы, а это вызвало, согласно законам небесной механики, уменьшение периода ее обращения вокруг Солнца до двух тысяч лет.
В марте 1997 г. комета прошла свой перигелий (ближайшую к Солнцу точку орбиты), в это время ее расстояние от Солнца составило всего 0,9 а.е. (134,6 млн км), а светимость приблизилась к значению минус 2-й звездной величины. Таким образом, по блеску комета превзошла самую яркую звезду неба – Сириус. Незадолго до этого небесная путешественница прошла очень близко от нашей планеты: расстояние до Земли составило всего 1,3 а.е. (195 млн км). В марте – апреле 1997 г. люди могли наблюдать редкую картину: в ясную ночь на темном небосводе четко различалось яркое ядро и размытый туманный хвост космической гостьи.
2.3. Строение комет
Как правило, кометы состоят из «головы» – небольшого яркого сгустка – ядра, которое окружено светлой туманной оболочкой, состоящей из газов и пыли. У ярких комет с приближением к Солнцу образуется «хвост» – слабая светящаяся полоса, которая в результате светового давления и действия солнечного ветра всегда направлена в противоположную от нашего светила сторону (рис. 2).
Хвосты небесных странниц комет различаются длиной и формой. У некоторых комет они тянутся через все небо. Например, хвост кометы, появившейся в 1744 г., был равен 20 млн.км. А комета, которую наблюдали в 1680 г., имела хвост, протянувшийся на 240 млн.км.
Хвосты комет не имеют резких очертаний и практически прозрачны – сквозь них хорошо видны звезды, - т.к. образованы из чрезвычайно разреженного вещества. Состав его разнообразен: газ или мельчайшие пылинки, или же смесь того и другого. По сути, это «видимое ничто»: человек может наблюдать хвосты комет только потому, что газ и пыль светятся. При этом свечение газа связано с его ионизацией ультрафиолетовыми лучами и потоками частиц, выбрасываемых с солнечной поверхности, а пыль просто рассеивает солнечный свет.
Теорию хвостов и форм комет разработал в конце XIX в. русский астроном Федор Бредихин (1831 –1904). Ему же принадлежит и классификация кометных хвостов, использующаяся в современной астрономии.
Бредихин предложил относить хвосты комет к основным трем типам: прямые и узкие, направленные прямо от Солнца; широкие и немного искривленные, уклоняющиеся от Солнца; короткие, сильно уклоненные от центрального светила (рис. 3).
Астрономы объясняют столь различные формы кометных хвостов следующим образом. Частицы, из которых состоят кометы, обладают неодинаковым составом и свойствами и по-разному отзываются на световое давление. Таким образом, пути этих частиц в пространстве «расходятся», и хвосты космических путешественниц приобретают разные формы.
2.4. Кометы вблизи
Что же представляют собой сами кометы ? Исчерпывающее представление о них астрономы получили благодаря успешным «визитам» в 1986 г. к комете Галлея российских космических аппаратов «Вега – 1» и «Вега – 2» и европейского «Джотто». Многочисленные приборы, установленные на этих аппаратах, передали на Землю изображения ядра кометы и разнообразные сведения о ее оболочке.
Оказалось, что ядро кометы Галлея состоит в основном из обычного льда (с небольшими включениями углекислых и метановых льдов), а также пылевых частиц. Именно они образуют оболочку кометы, а с приближением ее к Солнцу часть из них – под давлением солнечных лучей и солнечного ветра – переходит в хвост.
Размеры ядра кометы, как правильно рассчитали ученые, равны нескольким километрам: 14 – в длину, 7,5 – в поперечном направлении.
Ядро кометы имеет неправильную форму и вращается вокруг оси, которая, как предполагал еще немецкий астроном Фридрих Бессель (1784 – 1846), почти перпендикулярна плоскости орбиты кометы. Период вращения оказался равен 53 часам – что опять-таки хорошо согласовалось с вычислениями астрономов.
Массы комет ничтожны – примерно в миллиард раз меньше массы Земли. Поэтому «небесные гости» никак не влияют на планеты Солнечной системы. В мае 1910 г. Земля, например, проходила сквозь хвост кометы Галлея, но никаких изменений в движении нашей планеты не произошло.
Чрезвычайно интересна программа космических исследований, осуществленная в связи с прохождением около Солнца знаменитой кометы Галлея. Эта небесная путешественница – типичная короткопериодическая комета, каждые 75 лет возвращающаяся к Солнцу (рис. 4).
Во время очередного посещения Солнечной системы комета миновала свой перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты) 9 февраля 1986 г. До этого, в декабре 1984 г., были запущены две советские межпланетные станции «Вега – 1» и «Вега – 2», для которых была разработана оригинальная программа. Она предусматривала полет к Венере, спуск с каждой станции специального аппарата в атмосферу планеты, отделение пролетного аппарата. После определенного маневра эти два пролетных аппарата должны были выйти на такую орбиту, чтобы как можно ближе подлететь к ожидаемой комете. Пять сеансов научных исследований, проведенных при полете этих космических аппаратов, позволили получить интересный материал, существенно расширивший круг знаний о кометах вообще.
Запущенный американцами космический аппарат в сентябре 1985 г. впервые в истории астрономии и космонавтики прошел сквозь комету Джакобини – Циннера. Эта станция пролетела в 7863 км от головы кометы с относительной скоростью 21 км/с. К комете Галлея были запущены еще три космических аппарата: станция Европейского космического агенства (ESA) «Джотто» (названная так в честь великого художника XIV в. Джотто, который на картине «Поклонение волхвов» изобразил комету Галлея), японские станции «Сусей» («Комета») и «Сакигаке» («Пионер»).
«Вега – 1» и «Вега – 2» прошли близ ядра кометы Галлея 6 и 9 марта 1986 г. соответственно и достигли минимального расстояния от него – около 10 тыс. км. «Джотто» прошел на расстоянии около 600 км от ядра кометы 14 марта 1986 г., а японские аппараты пролетели достаточно далеко от него, «Сусей» - в 150 тыс. км, а «Сакигаке» не приближался к комете ближе 7 млн. км.
С именем Эдмунда Галлея связан и коренной перелом в представлениям о кометах. В Новое время до Ньютона все считали их чужеродными странниками, лишь пролетающими сквозь Солнечную систему по незамкнутым параболическим орбитам. После того, как в 1680 и 1682 гг. появились две яркие кометы, Галлей рассчитал и опубликовал в 1705 г. орбиты 24 комет и обратил внимание на сходство параметров орбит у нескольких из них, наблюдавшихся в XVI – XVII вв., с параметрами кометы 1682 г. Промежутки времени между появлениями этих комет оказались кратными 75 – 76 годам. В 1716 г. он опубликовал подобные расчеты и предсказал, что следующее появление этой кометы должно произойти в конце 1758 или в начале 1759 г. Возвращение кометы 1682 г. в предсказанный срок стало первым триумфальным подтверждением теории тяготения Ньютона и прославило имя самого Галлея.
2.5. Комета крупным планом
Кометы – самые протяженные тела Солнечной системы. У кометы 1811 г. одна голова по объему в шесть – восемь раз превосходила Солнце. У кометы 1882 г. хвост был больше, чем расстояние от Солнца до Юпитера. Но при всех своих невообразимых размерах хвосты, состоящие из плазмы, газа и дыма, настолько разреженны, что на Земле такая среда считается вакуумом. Кометы – это видимое ничто. Но в сердцевине этого «ничто» есть нечто – твердое ядро кометы, с которого все начинается.
Перенесемся мысленно к ядру кометы, спешащей к Солнцу, и пройдем с ней часть пути. Пусть это будет ядро кометы Галлея – знаменитый «башмак» размером 16 х 8 км, каким его увидили на снимках «Веги» и «Джотто» в 1986 г. (рис. 5).
Ядро состоит из льдов, внутри уплотненных, а снаружи пористых, губчатых, пушистых. Пока до Солнца далеко, комета, промороженная до -260˚С, спит глубоким сном: ни головы, ни хвоста.
Основу льдов (более 80%) составляет вода, остальное – твердая углекислота, именуемая «сухим льдом», метановый, аммиачный лед и другие замороженные газы. Кометный лед – грязноватый, перемешан с пылью и каменистым веществом. Когда пригреет, лед начнет испаряться и на поверхности ядра останется корка загрязнения.
На расстоянии 4,5 а. е. от Солнца, когда обогрев кометы достигает 1/20 нагрева Земли и температура верхнего слоя льда поднимается до -140˚С, открытые льды начинают испаряться. Сначала испаряются метан, аммиак, водород, циан, образуя прозрачную атмосферу – голову кометы. По мере приближения к орбите Марса возгоняется (переходит из твердого состояния в газообразное минуя стадию жидкости) углекислота. Последней начинает испаряться вода, требующая большего тепла.
Атмосферные газы кометы не остаются неизменными. Кванты солнечного света, налетая на молекулы газа, ионизируют вещество, выбивая из атомов электроны. Но от Солнца идет не только свет, а еще и солнечный ветер. Это поток заряженных частиц, которые разбегаются во все стороны от дневного светила и несут с собой обрывки солнечного магнитного поля. Налетая на голову кометы, ветер подхватывает магнитными полями ионы кометного газа и мчит их прочь от Солнца на скорости 500-1000 км/с, образуя длинный и прямой плазменный хвост. На незаряженные частицы газа солнечный ветер не действует. Эти частицы задерживаются у ядра, пополняя голову кометы.
Наконец, из-под коричневой корки начинают бить газовые фонтаны-гейзеры. Атмосфера все шире, голова все больше, и вот уже заметно ее холодное люминесцентное свечение. Кометный газ светится так же, как краски-люминофоры и как разреженный газ в лампах дневного света.
Даже слабый напор газа подхватывает и вздымает ввысь громадные султаны пыли. В это время для земного наблюдателя голова кометы становится ярче, потому что пылевой туман отражает больше света, чем его излучают холодные прозрачные газы. Кванты света налетают на пылинки, и хотя их давление на пыль не так энергично и эффективно, как действие солнечного ветра на «окрошку» из атомов и молекул, но свет тоже гонит пылинки прочь от Солнца. Они образуют уже другой хвост – не прямой, как меч, а изогнутый, как сабля: пыль уходит из головы медленнее, и хвост волочится за ней по орбите, изгибаясь.
Вид комет разнообразен, но, рассматривая их на фотографиях или в натуре, можно заметить: у одной хвост из ионов, у другой – пылевой, а у третьей оба хвоста.
Войдя внутрь орбиты Земли, комета попадает в область сильного нагрева. Теперь гейзеры газа и пыли льются непрерывными струями в сторону Солнца. Ядро может терять 30-40 т пара ежесекундно! Но самое впечатляющее – это подкорковые взрывы. Как будто рвутся глубинные мины непонятной природы. Какие же силы и каким образом вдруг испаряют на глубине объем льда в пять шестнадцатиэтажных зданий и выбрасывают огромное количество газа на 20-30 тыс. километров, откуда и ядро-то еле видно? Это главная загадка комет.
Очень близкое прохождение около Солнца грозит ядру развалом, разрывом на части, как уже не раз бывало. Но если комета благополучно миновала перигелий, она, побушевав еще немного, «успокаивается» и застывает до очередной встречи с Солнцем.
Различные формы состояния вещества кометы в зависимости от приближения к Солнцу и трансформация кометных хвостов представлены на рис. 6 и 7.
2.6. Вечные странницы
Изучая солнечную корону, сотрудники Научно-исследовательской лаборатории ВМС США совершили удивительное открытие. Дональд Михелс, Рассел Говард и Мартин Коомен наблюдали за изменениями строения верхних слоев солнечной атмосферы по снимкам, полученным с помощью солнечного коронографа SOLWIND, установленного на спутнике Р78-1. Неожиданно они заметили комету (сейчас известную как Комета 1979 ХІ), идущую прямым курсом на Солнце (рис. 8). Вскоре еще две “кометы-камикадзе”, как обозвал их журнал New Scientist, обнаружились на снимках, полученных со спутника.
SOLWIND состоит из видеотелескопа, в котором Солнце и наиболее яркая часть короны закрываются диском, угловой радиус которого в 2,5 раза превосходит радиус солнечного диска. Снимки делаются каждые 10 мин. в течение времени, пока спутник проходит освещенную Солнцем часть своей полярной орбиты (т.е. на протяжении 60 мин. из 97мин. продолжительности полного витка). Информация в цифровом виде передается на наземные станции слежения и записывается на пленку, чтобы в конце концов попасть в руки исследователя (в случае Кометы 1979 ХІ это случилось через два года после того, как были сделаны снимки). Хотя кометы наблюдались со спутников и раньше (например, комета Когоутека была замечена со станции “Скайлэб”), Комета 1979 ХІ была первой кометой, открытой со спутника.
Представленные здесь снимки выполнены в условных цветах. Хорошо видно, как Комета 1979 ХІ устремляется сквозь гораздо менее яркую корону к Солнцу (верхний снимок), а затем то, чтó осталось от кометы, рассеивается в солнечной короне (нижний снимок). Фотография дополнена изображением Солнца, которое во время съемки было закрыто диском коронографа. Яркая точка на северо-востоке (слева вверху) – Венера, блеск которой примерно равен блеску оболочки головы кометы (как Венера, так и оболочка намного ярче самой короны). Комета впервые была замечена на расстоянии 6 солнечных радиусов от диска Солнца; она неслась к Солнцу со скоростью 300 км/с, рассеивая по дороге свой хвост.
Августовская комета 1979 г., изображенная здесь, а также две кометы, обнаруженные с помощью коронографа SOLWIND в январе и июле 1981 г., - это не просто беглецы, ускользнувшие от внимательных наземных наблюдателей. Они принадлежат к семейству комет, плохо видимых с Земли, которые, как впервые обнаружил Г. Крейц в 1882 г. на примере Большой сентябрьской кометы, проносятся мимо Солнца “на бреющем полете”, а то и пикируют на него. Три новые кометы пополнили группу комет Крейца, включавшую до этого девять долгопериодических комет, движущихся по сильно вытянутым орбитам в направлении, противоположном нормальному обращению планет, с очень малым (или вообще нулевым!) перигелием. Разумеется, тот факт, что эти три кометы подошли к Солнцу с одной стороны и не вышли из-за него, еще не означает, что все три “врезались” прямо в Солнце. Несмотря на высокую скорость сближения, они могли просто испариться в солнечной атмосфере. Правда, ученые из лаборатории ВМС США считают это маловероятным.
Почему корона так ярко вспыхивает после гибели кометы? Хотя кинетическая энергия кометы сравнима с энергией солнечной вспышки, вызванной ударом кометы, повышение яркости обусловлено не этой вспышкой, а самим кометным веществом. Когда комета рассыпается на мелкие частицы, ее остатки испытывают действие солнечного ветра и турбулентных движений в солнечной атмосфере. Силы, действующие на частицы, зависят от их размера; поэтому пылинки распределяются на различных расстояниях от Солнца. Работает своего рода “космическая веялка”. След кометы напоминает инверсионный след, который оставляет реактивный самолет, летящий на большой высоте.
Открытие Кометы 1979 ХІ ознаменовало большой успех космической астрономии: это была не только первая комета, обнаруженная со спутника, но и первый случай, когда удалось наблюдать столкновение кометы с Солнцем. То счастливое обстоятельство, что за два с небольшим года было замечено сразу три таких кометы с близкими параметрами орбит, скорее всего означает, что группа комет Крейца гораздо более многочисленна, чем думают специалисты. Эти кометы, - по всей вероятности, осколки древней крупной кометы, разделившейся при прохождении мимо Солнца, - ускользают от астрономов, так как подходят к Солнцу по траектории, не благоприятствующей их наблюдению.
2.7. Некоторые замечательные кометы
Комета Галлея. Историческая комета. Наблюдалось 30 ее сближений с Солнцем начиная с 240 г. до н.э. Возвращается через каждые 75-76 лет. В 1986 г. комету встретили пять космических межпланетных аппаратов: «Вега-1», «Вега-2» (СССР), «Джотто» (ЕЭС), «Суисен» и «Сакигаке» (Япония). Все аппараты выполнили свои программы. «Веги» прошли сквозь голову кометы в 8000 км от ядра, «Джото» - в 600 км. Зарегистрировано твердое ядро неправильной формы (16 х 8 км). Японские аппараты пролетели вблизи кометы. В следующий раз комета Галлея появится в 2061 г.
Комета 1680 г. Для этой кометы Ньютон впервые в истории астрономии вычислил орбиту. Она оказалась первой «скребущей» кометой – прошла всего в 230 тыс. километров от поверхности Солнца. При удалении имела хвост протяженностью 70°. В XIX в. немецкий астроном Иоганн Энке определил ее период в 8810 лет.
Комета Шезо 1744 г. Ярчайшая комета века - ее голова была видна днем. Комета имела шесть хвостов. Возможно, это следствие периодических выбросов из ядра.
Комета Энке. Наблюдается с 1786 г. И.Энке вычислил орбиту этой кометы с самым малым периодом обращения – 3,3 года. Тунгусский метеорит (1908 г.), возможно, был обломком ее ядра. Очередные сближения с Солнцем произойдут в 2004 г. Не исключено, что это последнее сближение, которое можно будет наблюдать, так как оставшаяся масса ядра очень мала.
Комета 1811 г. До наших дней остается самой большеголовой: ее объем в шесть – восемь раз больше Солнца. Она описана Л.Н. Толстым в «Войне и мире» и К. Фламмарионом в повести «История кометы».
Комета Донати 1858 г. Красивейшая комета последних веков. У нее хорошо были выражены и плазменный, и пылевой хвосты. Комета вернется в XXXIX в.
Большая сентябрьская комета 1882 г. Ярчайшая комета века, ее одновременно заметили многие. В максимуме она светила как 60 полных лун, а днем была видна при солнечном свете. Это одна из «скребущих» комет. Она пролетела в полурадиусе Солнца от его поверхности на скорости 480 км/с. В телескоп с фильтром комету было видно вплоть до самого исчезновения на солнечном диске. Ядро прошло перед диском Солнца, но из-за малых размеров не было видно; после сближения с Солнцем распалось на две части. Обломки кометы вернутся около 2650 г.
Комета Уэста 1976 г. Одна из красивейших комет века. Имела протяженный широкий хвост, напоминающий облачко в лучах утреннего Солнца. Голова светила как Венера. Комета распалась на части.
Комета Шумейкеров – Леви 9. В июле 1992 г. комета прошла в 15 тыс. километров от облачного покрова Юпитера. В результате ядро оказалось раскрошенным на 17 кусков, растянувшихся на 200 тыс. километров. В таком виде комета и была открыта на обсерватории Маунт–Паломар Кэролайн и Юджином Шумейкерами (лучшими профессиональными ловцами комет) и Дэвидом Леви. Комета обращалась не вокруг Солнца, а вокруг Юпитера с периодом в два года. При очередном сближении с Юпитером в июле 1994 г. все обломки врезались в атмосферу планеты со скоростью 64 км/с и вызвали мощные возмущения облачного покрова. Падение было предсказано астрономами и наблюдалось с Земли и из космоса (рис.9 – 11).
Комета Хейла–Боппа - ярчайшая в XX в. Наблюдалась весной 1997 г. По виду и расположению орбиты напоминала комету 1811 г., описанную Л. Толстым.
3. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Наблюдения невооруженным глазом и с помощью бинокля ярких комет конца 20-го века.
март 1996г. – комета ХИАКУТАКЕ (С/1996 В 2);
март, апрель 1997г. – комета ХЕЙЛА-БОППА;
июль 2000г. – комета LINEAR ( С/1999 S4).
4. НАБЛЮДЕНИЯ КОМЕТ.
Весной 1996 г. ( март месяц) невооруженным глазом проводились наблюдения кометы Хиакутаке. Комета наблюдалась высоко над горизонтом в районе околополярных созвездий
3 марта 1996г. 22 часа 00 мин. Созвездие Гончих Псов
5 марта 1996г. 22 часа 00 мин. Созвездие Большой Медведицы
10 марта 1996г. 22 часа 00 мин. Созвездие Большой Медведицы
14 марта 1996г. 22 часа 00 мин. Созвездие Дракона
17 марта 1996г. 22 часа 00 мин. Созвездие Жирафа
20 марта 1996г. 22 часа 00 мин. Созвездие Малой Медведицы
25 марта 1996г. 22 часа 00 мин. Созвездие Цефея
30 марта 1996г. 22 часа 00 мин. Созвездие Цефея
Проводилось сравнение блеска кометы Хиакутаке с яркими звездами тех созвездий, в которых она наблюдалась:
Название звезды Звездная величина
a Гончих Псов ( Астерион) 2,9 m
h Большой Медведицы (Бенетнаш ) 1,86 m
x Большой Медведицы (Мицар ) 2,07 m
e Большой Медведицы ( Алиот ) 1,76 m
b Малой Медведицы ( Кохаб ) 2,08 m
a Малой Медведицы (Полярная ) 1,94 m
a Дракона ( Тубан ) 3,65 m
a Цефея ( Альдерамин) 2,44 m
b Цефея ( Альфирк ) 3,24 m
g Цефея ( Альраи ) 3,21m
Оценка приблизительного сравнения яркости кометы Хиакутаке и перечисленных ярких звезд показала, что звездная величина кометы Хиакутаке была 1m.
В марте и апреле 1997г. невооруженным глазом наблюдалась комета Хейла-Боппа.
Комета Хейла-Боппа наблюдалась низко над горизонтом на северо-западе.
1 марта 1997г. 19 час.00 мин. Созвездие Лисички
5 марта 1997г. 20 час.00 мин. Созвездие Лисички
10 марта 1997г. 21 час.00 мин. Созвездие Лебедя
15 марта 1997г. 21 час.00 мин. Созвездие Лебедя
20 марта 1997г. 22 час.00 мин. Созвездие Лебедя
24 марта 1997г. 22 час.00 мин. Созвездие Лебедя
27 марта 1997г. 22 час.00 мин. Созвездие Ящерицы
30 марта 1997г. 22 час.00 мин. Созвездие Ящерицы
4 апреля 1997г. 22 час.00 мин. Созвездие Андромеды
10 апреля 1997г. 22 час.00 мин. Созвездие Андромеды
16 апреля 1997г. 22 час.00 мин. Созвездие Андромеды
20 апреля 1997г. 22 час.00 мин. Созвездие Андромеды
Проводилось сравнение блеска кометы Хейла-Боппа с яркими звездами тех созвездий, в которых она наблюдалась:
Название звезды Звездная величина
a Лебедя ( Денеб ) 1,25 m
g Лебедя ( Садр ) 2,2 m
e Лебедя ( Гиенах ) 2,46 m
a Андромеды (Альферац ) 2,02 m
b Андромеды ( Мирах ) 2,06 m
g Андромеды ( Аламак ) 2,1 m
Комета Хейла-Боппа по яркости превосходила все яркие звезды, возле которых она наблюдалась. Ее блеск превосходил блеск самой яркой звезды земного неба Сириус ( -1,46m , созвездие Большого Пса).
Блеск кометы Хейла-Боппа можно сравнить с яркостью планеты Венера ( блеск комета был немного слабее). Следовательно, комета Хейла-Боппа имела звездную величину, равную –2m.
В июле 2000г. проводились наблюдения кометы LINEAR
(C/1999 S4) с помощью бинокля.
Комета LINEAR наблюдалась высоко над горизонтом, двигаясь с севера на запад.
1 июля 2000г. 3 часа 00 мин. Созвездие Андромеды
7 июля 2000г. 3 часа 00 мин. Созвездие Персея
15 июля 2000г. 23 часа 00 мин. Созвездие Жирафа
20 июля 2000г. 23 часа 00 мин. Созвездие Большой Медведицы
23 июля 2000г. 23 часа 00 мин. Созвездие Большой Медведицы
25 июля 2000г. 23 часа 00 мин. Созвездие Большой Медведицы
28 июля 2000г. 22 часа 00 мин. Созвездие Льва ( комета
распалась на несколько частей)
Проводилось сравнение блеска комета LINEAR ( С/1999 S4 ) с яркими звездами тех созвездий, по которым она двигалась:
Название звезды Звездная величина
g Андромеды ( Аламак ) 2,1 m
a Персея ( Мирфак ) 1,79 m
b Персея ( Алголь ) 2 m
x Персея ( Мепкхиб ) 2,85 m
a Большой Медведицы ( Дубхе ) 1,79 m
b Большой Медведицы (Мерак ) 2,37 m
d Большой Медведицы ( Мегрец ) 2,31m
g Большой Медведицы ( Фекда ) 2,44 m
Комета LINEAR по своему блеску была слабее всех перечисленных звезд и наблюдалась только с помощью бинокля. Отсюда следует, что ее блеск был меньше 6 m .
5. ВЫВОДЫ:
Хотя комета Linear уступила в блеске двум «великим предшественницам» – кометам Хиакутаке и Хейла-Боппа, но она стала самой яркой кометой за последние три года ( 1998 – 2000г.г.), оказавшихся весьма бедными на яркие кометы.
Период видимости кометы LINEAR был не слишком длинным – с помощью бинокля она была видна около месяца ( июль 2000г.), а до этого примерно столько же ее можно было видеть в телескоп ( июнь 2000г.).
Комета прошла точку перигелия своей орбиты и одновременно подошла ближе всего к Земле с северной стороны. Этим и объясняются благоприятные условия ее видимости.
В начале июня 2000г. комету LINEAR можно было найти в телескоп в предутренние часы в созвездии Треугольника. Вскоре она перешла в западную часть созвездия Андромеды. Блеск кометы возрастал от 9,5 m в начале июня до 7,0m в конце этого месяца.
В начале июля комету можно было наблюдать невооруженным глазом. В это же время она начала стремительно двигаться по северным околополярным созвездиям – Персея, Жирафа, Большой Медведицы.
22 июля комета подошла к Земле на минимальное расстояние в 0,37 а.е., а 26 июля прошла точку перигелия своей орбиты. Блеск кометы достиг 7m и она была видна в течение всей ночи в созвездии Большой Медведицы, однако лучше всего ее было наблюдать до полуночи.
В последние дни июля комета должна была перейти в созвездие Льва и скрыться на фоне вечерней зари. Но к сожалению комета распалась на несколько частей и наблюдать ее было невозможно.
Комета LINEAR (C/1999 s4)– это последняя яркая комета 20-го века.
Гибель кометы
Комета LINEAR (C/1999 s4), которая обещала стать последней яркой кометой столетия, так и не смогла оправдать надежды, которые возлагались на нее, достигнув максимум блеска всего лишь 6,5 звездной величины. Однако, комета все-таки смогла сделать небольшую сенсацию, потерпев практически полное разрушение буквально на глазах у астрономов. Во время наблюдений, проведенных 3-5 июля с помощью Космического телескопа им. Габбла, комета продемонстрировала вспышку блеска приблизительно на 50%, продолжительностью несколько часов. Повышенная активность завершилась выбросом значительного ледяного фрагмента из ядра кометы. Три изображения кометы , полученные 5-7 июля с помощью Космического телескопа им.Хаббла, показывают кратковременную вспышку блеска кометы, за которой последовал мощный выброс вещества из ее ядра.
Однако на этом раздробление кометы не закончилось. Вечером 25 июля комета начала демонстрировать быстрые драматические изменения. Сначала круглое ядро кометы стало более вытянутым в направлении движения “хвостатой путешественницы”, а общий блеск кометы немного снизился. Следующей ночью ядро стало еще более вытянутым, а уменьшение блеска продолжилось. И уже 27 июля комета предстала в виде необычно слабой туманной тучки без каких-либо признаков псевдоядра. Все свидетельствовало о том, что ядро кометы полностью разрушилось.
Это предположение полностью подтвердили наблюдения, которые проводились с помощью Космического телескопа им.Хаббла: удалось даже разглядеть остатки кометы – многочисленные фрагменты, которые когда-то составляли ядро кометы LINEAR.
Астрономы предполагают, что причиной разрушения стало полное испарение льда из ядра кометы под действием солнечного излучения. Как известно, ядро кометы представляет собой конгломерат твердых фрагментов разнообразного размера, “сцементированных” между собой прослойками льда. Вероятно, количество льда в ядре кометы LINEAR было небольшим и, когда комета приблизилась к Солнцу, он полностью испарился. Отдельные фрагменты ядра кометы больше ничего не связывало, и оно разрушилось.
7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. О.В. Добровольский. Кометы. М.: “Наука”. 1966.
2. П.Г. Куликовский. Звездная астрономия. . М.: “Наука”. 1978.
3. Л.М. Шульман. Ядра комет. . М.: “Наука”. 1987.
4. К.И. Чурюмов. Кометы и их наблюдение. М.: “Наука”. 1980.
5. Большая детская энциклопедия. Вселенная. Русское энциклопедическое товарищество. М., 1999.
6. Энциклопедия для детей. Т.8. Астрономия. М.: “Аванта”. 1997.
7. Н.А. Беляев, К.И. Чурюмов. Комета Галлея и ее наблюдение. . М.: “Наука”. 1985.
8. Вселенная. Наглядный словарь. Дорлинг Киндерсли Лимитед., Лондон. 1999.
9. Джон Дариус. Недоступное глазу./Пер. с англ. М.: Мир, 1986.